碳热还原法制备Al2O3-SiC复相陶瓷粉末的研究

论文摘要

本文对碳热还原法制备Al2O3-SiC复相陶瓷粉末反应过程中的各种影响因素进行了较系统的研究。首先,对不同原料和不同还原剂之间的反应情况进行了对比,进而探讨了各种工艺条件对该碳热还原反应的影响,这些工艺包括温度、保温时间、碳含量和粒度大小等,在此基础上,考察了催化剂种类及催化剂加入量对反应的影响。研究表明,以粘土、废粘土砖粉和累托石为原料,以无烟煤或碳黑为还原剂,在适当的碳和氧化硅摩尔比且不低于1600℃的条件下,进行碳热还原反应,可以合成Al2O3-SiC复相陶瓷粉体,随着反应温度的升高,SiC峰强度增大;在原料和其他条件相同的情况下,碳黑的还原效果比无烟煤好。随着C/SiO2的增加,SiC相的峰不断增强,当C/SiO2为3～4时SiC的含量相对较多,由此可见,适当增加碳含量可以有效地促进反应的进行。在C/SiO2不变的情况下,随着保温时间的延长,SiC和刚玉相的峰值都有增强的趋势;随着共磨时间的延长,也就是粒度越细,产物中的SiC峰有增强的趋势,说明延长保温时间和减小反应物的粒度都可以促进反应的进行。以氧化铁,氯化铁,硝酸铁,硝酸钴,硝酸镍等为催化剂,与不加催化剂的试样比较,结果表明这些催化剂都有助于碳热还原反应的进行。而且,适当增加催化剂的加入量,对反应的发生有进一步的促进作用。SEM观察发现Al2O3-SiC复相陶瓷中,SiC交错分布在刚玉之间,催化剂的加入有利于碳化硅和刚玉的发育生长。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 我国耐火原料概况
• 2O₃/SIC 复相陶瓷的优良性能'>1.2 陶瓷复相材料、AL₂O₃/SIC 复相陶瓷的优良性能
• 1.3 碳热还原法概述
• 1.4 碳热还原氮化法
• 2O₃/SIC 复相陶瓷的制备方法'>1.5 AL₂O₃/SIC 复相陶瓷的制备方法
• 1.6 催化剂对碳热还原反应的影响
• 1.7 本实验主要研究目的和内容
• 第二章 实验方法及热力学分析
• 2.1 原料
• 2.2 工艺流程
• 2.3 检测及分析方法
• 2.4 热力学分析
• 第三章 原料和工艺条件对反应的影响
• 3.1 实验目的和原料
• 3.2 差热分析结果
• 3.3 原料配比
• 3.4 实验方法
• 3.5 实验结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 催化剂对反应的影响
• 4.1 实验目的和原料
• 4.2 原料配比
• 4.3 制备工艺
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 显微结构及生成 SIC 含量的对比
• 5.1 显微结构对比
• 5.2 生成 SIC 含量的对比
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要